Control de Vuelo Electromagnético de Dos Satélites en Órbitas Terrestres Bajas
Autores: Song, Yingying; Zhou, Qingrui; Chen, Qingwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Vuelo Electromagnético de Dos Satélites en Órbitas Terrestres Bajas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vuelo de formación electromagnética
Satélites
Control
Dipolos magnéticos
Momento angular
Incertidumbres del modelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El vuelo en formación electromagnética utiliza la interacción electromagnética entre satélites para proporcionar control de maniobra para satélites en formación, con las ventajas de no consumir propulsor, larga vida y alta flexibilidad. Sin embargo, el control de alta precisión para el vuelo en formación electromagnética es un desafío debido a las características no lineales y de acoplamiento de la dinámica, la asignación óptima de dipolos magnéticos, las incertidumbres del modelo y los problemas de gestión del momento angular causados por el campo geomagnético. Este artículo estudia el problema de control de 6 grados de libertad del vuelo en formación electromagnética de dos satélites en órbita baja terrestre. Se introduce un nuevo marco electromagnético para promover el desacoplamiento del modelo de dinámica de translación y el modelo electromagnético. El modelo electromagnético puede expresarse como un modelo bidimensional simple en este marco electromagnético. El diagrama de envoltura de fuerza electromagnética propuesto puede mostrar intuitivamente la relación entre la fuerza electromagnética y los dipolos magnéticos, proporcionando orientación práctica para la asignación de dipolos. Se diseña un método de multiplexión por división de frecuencia para la gestión del momento angular considerando el efecto del campo magnético de la tierra sobre los satélites electromagnéticos, y se utiliza el método de control de rechazo de perturbaciones activas para resolver el problema de estabilidad de 6 grados de libertad con perturbaciones externas e incertidumbres del modelo. La simulación numérica verifica la efectividad del método de control propuesto y la estrategia de gestión del momento angular.
Descripción
El vuelo en formación electromagnética utiliza la interacción electromagnética entre satélites para proporcionar control de maniobra para satélites en formación, con las ventajas de no consumir propulsor, larga vida y alta flexibilidad. Sin embargo, el control de alta precisión para el vuelo en formación electromagnética es un desafío debido a las características no lineales y de acoplamiento de la dinámica, la asignación óptima de dipolos magnéticos, las incertidumbres del modelo y los problemas de gestión del momento angular causados por el campo geomagnético. Este artículo estudia el problema de control de 6 grados de libertad del vuelo en formación electromagnética de dos satélites en órbita baja terrestre. Se introduce un nuevo marco electromagnético para promover el desacoplamiento del modelo de dinámica de translación y el modelo electromagnético. El modelo electromagnético puede expresarse como un modelo bidimensional simple en este marco electromagnético. El diagrama de envoltura de fuerza electromagnética propuesto puede mostrar intuitivamente la relación entre la fuerza electromagnética y los dipolos magnéticos, proporcionando orientación práctica para la asignación de dipolos. Se diseña un método de multiplexión por división de frecuencia para la gestión del momento angular considerando el efecto del campo magnético de la tierra sobre los satélites electromagnéticos, y se utiliza el método de control de rechazo de perturbaciones activas para resolver el problema de estabilidad de 6 grados de libertad con perturbaciones externas e incertidumbres del modelo. La simulación numérica verifica la efectividad del método de control propuesto y la estrategia de gestión del momento angular.